具可調式鋼板填充牆之鋼結構耐震行為研究

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姓名

吳柏毅(Bo-Yi Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

具可調式鋼板填充牆之鋼結構耐震行為研究

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摘要(中)

本研究針對配置可調式鋼板填充牆之構架進行反覆載重實驗，以界定其耐震性能。由實驗結果得知，配置可調式鋼板填充牆可以大幅提升抗彎構架之勁度、強度與消能容量，其強度受到鋼板數目、厚度與排列方式影響。由試驗中可知，可調式鋼板填充牆構架系統中之束制框架無明顯損壞，其破壞皆集中於消能剪力鋼板上，顯示束制框架可提供整體牆面有效束制，防止填充牆之面外變形。另由理論分析結果可知，採用Strip Model之計算方法，可有效計算可調式鋼板填充牆裝置之強度。本研究中利用有限元素軟體ABAQUS分析構架之行為，分析結果顯示其可有效模擬構架系統之勁度、強度與拉力場行為。

摘要(英)

This study focused on the experimental evaluation on the seismic performance of the frame system with adjustable steel plate infill wall. A series of loading tests were conducted on frames with various infill wall arrangements. It was found from the test results that the adjustable steel plate infill wall significantly enhanced the stiffness, strength and energy dissipation of the frame system. The frame strength was governed by the number, thickness and arrangement of the steel plates. It was observed from the tests that the damage was concentrated on the steel plates and the frame and the restrainers remained intact. Theoretical derivation using the Strip Model effectively predicted the behavior of the infill walls. Finite element analyses using ABAQUS demonstrated the effectiveness of the proposed design method.

關鍵字(中)

★ 填充牆
★ 剪力鋼板
★ Strip Model
★ ABAQUS
★ 耐震設計

關鍵字(英)

★ Infill Wall
★ Shear Panel
★ Strip Model
★ ABAQUS
★ Seismic Design

論文目次

誌謝 i
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 x
照片目錄 xiv
第一章　緒論 1
1-1　前言 1
1-2　研究動機與目的 1
1-3　研究方法與內容 2
1-4　論文架構 3
第二章　文獻回顧 4
2-1　抗彎構架相關研究 4
2-2　梁柱接頭相關研究 5
2-2-1　剛性接頭 5
2-2-2　半剛性接頭 5
2-3　金屬消能裝置相關研究 6
2-4　剪力鋼板相關研究 7
2-4-1　Strip Model 7
2-4-2　鋼板剪力牆相關研究 8
2-5　有限元素分析相關研究 8
第三章　理論分析與有限元素模型建立 10
3-1　前言 10
3-2　鋼板剪力挫屈強度 10
3-3　單片消能裝置鋼板強度計算 11
3-3-1　拉力場角度計算 11
3-3-2　單片鋼板之強度計算 13
3-4　可調式鋼板填充牆裝置強度計算 15
3-4-1　單跨多層(鋼板縱向加總) 15
3-4-2　單層多跨(鋼板橫向加總) 16
3-4-3　多層多跨 18
3-5　有限元素分析軟體介紹 19
3-5-1　ABAQUS/CAE前後處理模組 20
3-5-2　ABAQUS/Standard分析模組 21
3-5-3　ABAQUS/Explicit分析模組 21
3-6　有限元素分析模型建置與分析流程 22
3-6-1　定義與建立幾何模型 22
3-6-2　設定相關材料參數與斷面尺寸 24
3-6-3　設定模型分析步驟與邊界條件 25
3-6-4　建立有限元素模型網格 27
3-6-5　提交分析與檢視結果 28
3-6-6　結語 28
第四章　實驗規劃與流程 29
4-1　前言 29
4-2　實驗規劃 29
4-3　試體介紹 29
4-3-1　抗彎構架試體(MRF-N) 29
4-3-2　具束制框架之抗彎構架試體(MRF-R) 30
4-3-3　可調式鋼板填充牆構架試體 30
4-4　材料試驗 32
4-5　實驗設備與施力系統 32
4-5-1　實驗設備 32
4-5-2　施力系統 34
4-6　實驗量測系統 34
4-6-1　量測設備與儀器 34
4-6-2　量測儀器配置 34
4-7　試體安裝簡介 35
4-7-1　抗彎構架系列(MRF-N、MRF-R) 35
4-7-2　可調式鋼板填充牆構架系列 36
4-7-3　油壓致動器與試體之連接 37
4-7-4　消能鋼板上之格線 37
4-8　加載歷時 37
第五章　實驗觀察與結果 38
5-1　前言 38
5-2　實驗觀察 38
5-2-1　抗彎構架試體(MRF-N) 38
5-2-2　具束制框架之抗彎構架試體(MRF-R) 38
5-2-3　具可調式鋼板填充牆構架試體系列 39
5-3　實驗結果 42
5-3-1　MRF-N試體 42
5-2-2　MRF-R試體 42
5-2-3　具可調式鋼板填充牆構架試體系列 43
5-4　實驗小結 47
第六章　實驗結果比較分析與討論 49
6-1　前言 49
6-2　遲滯迴圈分析 49
6-2-1　MRF-N與MRF-R之比較 49
6-2-2　MRF-N與可調式鋼板填充牆構架系列之比較 49
6-2-3　不同配置之可調式鋼板填充牆構架比較 50
6-3　強度分析 50
6-3-1　MRF-N與MRF-R之強度比較 50
6-3-2　MRF系列與可調式鋼板填充牆構架系列之強度比較 50
6-3-3　不同配置之可調式鋼板填充牆構架強度比較 51
6-4　勁度分析 51
6-5　能量消散分析 51
6-6　理論強度與實驗強度之比較 52
6-7　有限元素分析與實驗結果之比較 52
第七章　結論與建議 54
7-1　結論 54
7-2　建議 55
參考文獻 56

參考文獻

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指導教授

許協隆(Hsieh-Lung Hsu)

審核日期

2016-1-28

推文